RandomRace.ru - b煤squeda de direcci贸n por unos pocos d贸lares (continuaci贸n)
Comience por ah铆 .Y de repente encuentro los m贸dulos HC-11 en AliExpress. Este es un extensor UART hecho del mismo STM8S003F3P6 y el transceptor digital sub-gigahercios TI CC1101. El costo del m贸dulo tambi茅n satisfizo - $ 3.5- $ 8 junto con la entrega.Y lejos nos vamos. Hoja de datos, rasgu帽os, hoja de datos nuevamente, gaviota, hoja de datos, 驴d贸nde est谩 mi tarjeta de cr茅dito? Rastreador, rastreador, rastreador ... 驴Qu茅 demonios, c贸mo se entreg贸 a Singapur? Contrariamente a los h谩bitos, por primera vez en mi vida no verifiqu茅 la direcci贸n de entrega ... Por un extra帽o capricho de aliexpress, el paquete con tarjetas de prueba fue a la direcci贸n del hotel donde me aloj茅 hace un a帽o y ped铆 algo al mismo tiempo. Entonces, en Singapur, un colega en comisi贸n de servicio. Puede ir al hotel? Tal vez Alle, 驴es este un hotel? 驴Recibiste un paquete a mi nombre? Mi colega vendr谩 a ti, y ... Y ya han enviado de vuelta ... Gracias, todo est谩 bien, perd贸n por molestar ... :-(No hay nada que hacer, el tiempo se acaba, tuve que pedir un lote de prueba nuevamente, pagando agriamente por el em. Despu茅s de haber desenrollado el n煤mero requerido de nervios. , el paquete atesorado finalmente lleg贸.
Intento n. 掳 2
Electr贸nica, transmisor.
Una hora de selecci贸n con un probador, y se completa la ingenier铆a inversa parcial. La placa caus贸 una buena impresi贸n: la potencia se filtr贸, los convertidores de nivel en las salidas de se帽al son colectivos, pero funcionan bastante. En principio, todo result贸 ser esperado: el hardware del microcontrolador spi (PC5-PC7) mira el transceptor, UART (PD5, PD6) mira a trav茅s de los convertidores de nivel, las patas intermitentes se llevan a las almohadillas de prueba desde la parte inferior del m贸dulo. La inteligencia de ingenier铆a solo inform贸 sutilezas, qu茅 rama se asigna a la se帽al CS (PD4) del transceptor y cu谩l, a la entrada SET (PC3) de todo el m贸dulo. Ahora el siguiente paso son los mapas espaciales cargados en tabletas
Por lo tanto, la fabricaci贸n del transmisor se reduce a soldar un LED desnudo, un cable de alimentaci贸n y una antena est谩ndar. Con el fin de proteger los cables contra da帽os, y el circuito en s铆 mismo contra la humedad, los transmisores sellados se llenaron con adhesivo termofusible y se apretaron con calor.Firmware, transmisor.
El chip C1101 es controlado por el protocolo spi est谩ndar mediante la lectura y escritura de registros, tambi茅n hay un buffer FIFO para el intercambio de paquetes de datos. Se recomienda que los par谩metros del chip (es decir, los valores de estos registros) no se configuren con cuidado, sino con la utilidad SmartRF Studio descargada del sitio web de TI. La utilidad es realmente buena, intuitiva e incluso le permite generar c贸digo fuente a partir de una plantilla.
Despu茅s de una serie de experimentos con el chip, fue posible hacer que trabajara a diferentes capacidades, en cualquier canal del rango LPD. El siguiente paso es la estructura real de los datos transmitidos. Por un lado, me gustar铆a que el sonido del faro se identifique de forma 煤nica al escucharlo en la radio. Por otro lado, es una tonter铆a no aprovechar las capacidades del chip y no transmitir algo 煤til. Por otro lado, todos estos juegos con la radio no deber铆an poner la bater铆a en exceso. El chip en s铆 es digital, primero transmite el patr贸n de bits del pre谩mbulo, luego la palabra de sincronizaci贸n, luego el paquete de datos y el CRC opcional. El formato de transmisi贸n se invent贸 de la siguiente manera: aproximadamente una vez cada 3 segundos, el transmisor transmite una serie de pulsos de 5 paquetes. Cada paquete consta de patrones de 2 bits, entre ellos: 3 bytes de carga 煤til. Este es el n煤mero y la potencia actual del transmisor en dB y el byte de control es la inversi贸n de potencia.La modulaci贸n es GFSK, los patrones de bits son 101010 ... y 110110 .... Cuando dicha se帽al pasa a trav茅s de la ruta de recepci贸n de FM de la radio, el sonido es de dos tonos, aproximadamente 300 y 200 Hz, y se reconoce f谩cilmente en el contexto de ruidos naturales y artificiales. Cada paquete se transmite con una potencia diferente: -30, -20, -10, 0, 10 dB. A medida que una persona con un walkie-talkie se acerca al transmisor, cada vez m谩s paquetes de la serie comienzan a prevalecer sobre el ruido, y el walkie talkie escucha una serie m谩s larga de se帽ales. Por lo tanto, es posible estimar de manera aproximada la distancia al faro utilizando el walkie-talkie LPD banal, que, por su naturaleza FM, contradice el trabajo como buscador de direcci贸n.y se reconoce f谩cilmente en el contexto de ruidos naturales y artificiales. Cada paquete se transmite con una potencia diferente: -30, -20, -10, 0, 10 dB. A medida que una persona con un walkie-talkie se acerca al transmisor, cada vez m谩s paquetes de la serie comienzan a prevalecer sobre el ruido, y el walkie talkie escucha una serie m谩s larga de se帽ales. Por lo tanto, es posible estimar aproximadamente la distancia al faro utilizando el walkie-talkie LPD banal, que, por su naturaleza FM, contradice el trabajo como un buscador de direcci贸n.y se reconoce f谩cilmente en el contexto de ruidos naturales y artificiales. Cada paquete se transmite con una potencia diferente: -30, -20, -10, 0, 10 dB. A medida que una persona con un walkie-talkie se acerca al transmisor, cada vez m谩s paquetes de la serie comienzan a prevalecer sobre el ruido, y el walkie talkie escucha una serie m谩s larga de se帽ales. Por lo tanto, es posible estimar aproximadamente la distancia al faro utilizando el walkie-talkie LPD banal, que, por su naturaleza FM, contradice el trabajo como un buscador de direcci贸n.lo cual, por su naturaleza FM, contradice el trabajo como buscador de direcci贸n.lo cual, por su naturaleza FM, contradice el trabajo como buscador de direcci贸n.Los pulsos se transmiten una vez cada tres segundos, la duraci贸n de la serie es de aproximadamente medio segundo. CC1101 en modo de transmisi贸n consume de 20 a 30 mA, dependiendo de la potencia transmitida. Por lo tanto, el consumo promedio de todo el transmisor es de aproximadamente 5 mA. Utilizamos diferentes bater铆as para los transmisores, pero la mejor opci贸n en t茅rminos de relaci贸n precio-capacidad era bater铆as de repuesto para tel茅fonos celulares. La bater铆a Nokiev a un costo de 250 rublos tiene una capacidad de 1350 mAh, es decir Es suficiente para unos 11 d铆as de funcionamiento del transmisor. Para reducir el consumo, el controlador despu茅s de transmitir una serie de pulsos pone el transceptor en modo de espera y pasa al modo de parada. Para reiniciar el controlador, se utiliza el watchdog IWDG, que funciona desde su propio generador y puede activar un MK detenido e incluso colgado. El congelamiento sordo no puede descartarsedado que la sonda, junto con el faro, se eleva a una altura considerable, donde la temperatura puede ser de hasta -60 掳 C. Desafortunadamente, en los controladores stm8s, la duraci贸n m谩xima de este reloj es un poco m谩s de un segundo, lo que claramente no es suficiente. Por lo tanto, debe tener en cuenta el contador de la operaci贸n del perro y transmitir una serie de pulsos una vez de cada tres.Electr贸nica, receptor
Como nodo receptor del buscador de direcci贸n del receptor, se tom贸 el mismo m贸dulo HC-11, pero, por supuesto, con un firmware diferente. No tiene suficientes patas de salida para iniciar tanto el controlador LED como el sonido, pero ya ten铆a un buscador de direcci贸n experimental sin soldar de la generaci贸n 1+, en una placa de circuito impreso industrial, ya con un micr贸fono, controlador e indicador.
Como resultado, el buscador de direcci贸n se convirti贸 en "doble n煤cleo". Un STMka como parte del transceptor recibe una se帽al, el resultado se transmite a trav茅s de la interfaz UART al segundo STMka y, a su vez, sirve el indicador y sopla en el emisor piezoel茅ctrico. La antena se mantuvo sin cambios, el viejo receptor arranc贸 el tablero y arranc贸 la pista de la antena. El nuevo m贸dulo fue soldado a los pies del controlador y la antena y pegado a la placa en un galope de 2 lados.Tanto el m贸dulo HC-11 como la informaci贸n que recibe MK funcionan perfectamente con un voltaje de suministro de 3.0..5.5V, por lo que puede alimentarlo todo desde una bater铆a de litio de una sola celda (nuevamente un tel茅fono), y el regulador de voltaje ha abandonado el circuito.El esquema final se parec铆a a esto:
Como siempre, el tiempo me estaba arrastrando brutalmente, y el caso de la parte electr贸nica del receptor tuvo que hacerse en el 煤ltimo momento a partir de cualquier cosa. Result贸 ser un asqueroso (a primera vista) "joyero" en la tienda "Todo por 37 rublos". El rushechki y el espejo con el que estaba equipado me hicieron llorar sangre, pero r谩pidamente fueron a la basura. De lo contrario, la caja es un milagro tan bueno: el pl谩stico blanco transl煤cido oculta los "detalles de implementaci贸n", pero le permite ver perfectamente los n煤meros de los indicadores luminosos. El tama帽o es ideal, solo la placa + bater铆a + interruptor, e incluso la tapa con un pestillo.
Receptor, firmware.
Como ya se mencion贸, el receptor result贸 ser de doble n煤cleo, y tambi茅n tiene dos firmware. El m贸dulo hc-11 invertido lee constantemente el valor RSSI y verifica si el paquete de datos identificado por el transceptor y que contiene tres bytes de carga 煤til correspondientes al formato de transmisi贸n ha llegado (ver arriba). Reporta todas sus observaciones a trav茅s de la interfaz UART a "superiores". El segundo MK escucha los datos que provienen del primero, relata los valores de RSSI en los pr贸ximos "loros", forma los n煤meros en el indicador y chirr铆a. Si no se detecta el paquete de datos del transmisor, entonces el RSSI le铆do se usa como el valor inicial, y si se detecta el paquete, se usa la suma de la lectura RSSI y el valor de potencia del transmisor del paquete recibido. La prioridad, por supuesto, son los datos que se reciben del transmisor.Si se aceptan varios paquetes por un cierto per铆odo de tiempo, entonces tomamos la cantidad m谩s grande.Como en la primera versi贸n del receptor, el receptor lee el valor calculado del "coeficiente de aproximaci贸n" y lo muestra en el indicador. El indicador muestra alternativamente un coeficiente o un n煤mero de transmisor. Si no se acepta el n煤mero del transmisor, se muestran guiones en lugar del n煤mero. La se帽alizaci贸n del sonido tambi茅n depende de la naturaleza de la se帽al recibida: la frecuencia de repetici贸n de los "pitidos" depende de si la se帽al recibida es una se帽al reconocida del transmisor; en este caso, los "pitidos" son dos veces m谩s frecuentes. La rigidez de los "pitidos", como antes, es un indicador de acercamiento.Pruebas de campo.
Desafortunadamente, no se realizaron pruebas preliminares a gran escala, simplemente por falta de tiempo. Todo fue probado directamente "en el campo". Sin embargo, se realizaron algunas pruebas en la ciudad. Junto con su transmisor, se utiliz贸 uno de los walkie-talkies LPD m谩s asequibles para las pruebas: Midland LTX-325.Ciudad
El rango m谩ximo de audibilidad del transmisor en l铆nea recta al walkie-talkie es de 600 m con el cortador de ruido apagado, 280, con el encendido. Naturalmente, en la ciudad, el rango de 433MHz es bastante ruidoso con alarmas de autom贸viles, walkie-talkies de constructores y guardias de seguridad. El receptor muestra constantemente 15 "loros".Fuera de la ciudad
Fuera de la civilizaci贸n, la se帽al de interferencia de fondo es ligeramente m谩s baja, generalmente de 12 a 13 unidades. Por lo general, en un bosque, se puede escuchar un faro usando un walkie-talkie a una distancia de aproximadamente 300 metros. Un competidor afirm贸 haber escuchado el faro desde una distancia de 1,500 metros a trav茅s del walkie-talkie Yaesu. Una vez escuch茅 un faro de una sonda lanzada durante varios minutos. Dada la velocidad del viento ese d铆a (aproximadamente 50 km / h), la distancia de audici贸n fue del orden de varios kil贸metros. El buscador de direcci贸n generalmente rastrea la estaci贸n desde una distancia ligeramente m谩s corta que el walkie-talkie, en el bosque es de 150-300 metros. La directividad de la antena le permite generalmente captar d贸nde est谩 la baliza. El indicador del buscador de direcci贸n muestra aproximadamente 12-15 unidades en el borde del 谩rea de recepci贸n, aproximadamente 80-90 cerca del faro. En algunos casos, esta cifra rondaba los 60.Resultados
Utilizamos este equipo tanto para competiciones randomrace.ru como para otros lanzamientos. El sistema en su conjunto ha demostrado su fiabilidad y utilidad a un costo y complejidad muy moderados. Hubo momentos en que la b煤squeda de direcciones nos libr贸 de la larga y aburrida b煤squeda de una sonda ca铆da en un bosque pantanoso. En principio, todo el proyecto puede ser realizado por cualquier aficionado.Dinero
Cada transmisor cuesta alrededor de $ 10: un m贸dulo con una antena ($ 3.5) + bater铆a (~ $ 5) + cola de alimentaci贸n + encogimiento + termofusible.El costo del receptor es m谩s dif铆cil de calcular, ya que no se produjeron en masa y se gast贸 mucho dinero y esfuerzo en experimentos.Enlaces:Primera parte: geektimes.ru/post/270168 M谩s omenos lo mismo en ingl茅s: www.randomrace.ru/2015/gsbc/preparation/transmitter/engRandomRace: randomrace.ru (las competencias m谩s cercanas: www.randomrace.ru/2016/ primavera )C贸digo fuente para todo el firmware: sourceforge.net/projects/randomracebeaconGBSC: www.balloonchallenge.org/teams/15Source: https://habr.com/ru/post/es389771/
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